Grigorios Katsoulis Senior Process Engineer Technical Services Section Motor Oil Hellas Περιεχόμενα Τι περιλαμβάνει ο σχεδιασμός εγκατάστασεων Πόσο σημαντική είναι η χωροταξική τοποθέτηση των control rooms στην εγκατάσταση Ποιός ο λόγος διενέργειας ανάλυσης κινδύνου? Ποιοί οι κυριώτεροι κίνδυνοι σε μια χημική βιομηχανία Τι περιλαμβάνει η ανάλυση κινδύνου? Σταδια ανάλυσης κινδύνου Εργαλεία ανάλυσης κινδύνου Εστίαση στο HazOp - Διαδικασία 8 βημάτων Τι είναι το Hazard study 0, που αποσκοπεί και πότε διενεργείται Τί είναι το Hazard study 1, που αποσκοπεί και πότε διενεργείται Τί είναι το Hazard study 2, που αποσκοπεί και πότε διενεργείται Τί είναι το Hazard study 3, που αποσκοπεί και πότε διενεργείται Διενέργεια παραδειγμάτων HazOp 3 Τι περιλαμβάνει ο σχεδιασμός εγκαταστάσεων? SWOT analysis Strengths Weaknesses Opportunities - Threats Εύρεση αγοράς Επιλογή προιόντων Δυναμικότητα μονάδας σύμφωνα με περιθώρια αγοράς overdesign? Επιλογή τεχνολογίας Επικινδυνότητα Οικονομικότητα Επιλογή τόπου εγκατάστασης Γειτνίαση με κατοικημένη περιοχή Logistics Βασικός Σχεδιασμός Προδιαγραφές απαιτούμενου εξοπλισμού Λεπτομερής σχεδιασμός Μηχανολογικός Ηλεκτρολογικός Οικοδομικός Σχετική θέση εξοπλισμού 1
Σχετική θέση εξοπλισμού Αντικειμενικός σκοπός σχετικής θέσης εξοπλισμού: Επιτρέπει πρόσβαση για πυρόσβεση Επιτρέπει πρόσβαση χειριστών για Emergency Shut Down Ελαχιστοποιεί τις επιπτώσεις φωτιάς σε διπλανό εξοπλισμό Διαφυλάττει την ακεραιότητα εξοπλισμού εκτάκτου ανάγκης σε περίπτωση φωτιάς σε διπλανό εξοπλσιμό Διαχωρίζει μεταξύ περιοχών υψηλού κινδύνου Απομακρύνει εξοπλισμό διαρκούς φλόγας από πιθανές εστίες διαρροής Αποτρέπει επέκταση του κινδύνου πέραν των ορίων της εγκατάστασης Επιτρέπει την ασφάλεια της εγκατάστασης Επιτρέπει την νορμάλ λειτουργία και συντήρηση του εξοπλισμού Υπό αυτές τις συνθήκες Σχετική θέση εξοπλισμού Σχετική θέση εξοπλισμού 2
Σχετική θέση εξοπλισμού Τι συμβαίνει όμως με τα κτίρια στέγασης? Στην κατηγορία εμπίπτουν Γραφεία Control Rooms Εργαστήρια συντήρησης Εστιατόρια Locker rooms Κτίρια αποθήκευσης καρτών επικοινωνίας εξοπλισμού (PIBs) Υποσταθμοί Προσωρινά κτίρια (τρέιλερς) Τι συμβαίνει όμως με τα κτίρια στέγασης? Κίνδυνοι στους οποίους εμπίπτουν Φωτιά Ακτινοβολία Ωστικό κύμα έκρηξης Τοξικά αέρια Ενέργειες σχεδιασμού Αποφυγή τοποθέτησης κτιρίων στέγασης προσωπικού εντός της μονάδας Fireproof Blast proof Positive pressure Assessment tools: PHAST, ADMS, TNO Games, etc 3
Τι συμβαίνει όμως με τα κτίρια στέγασης? Επίδραση υπερπίεσης επί κτιρίων Overpressure (bar) Επίπτωσησε μη ενσχυμένο κτίριο 0.034 0.068 Θραύση υαλοπινάκων 0.068 0.137 Αστοχία ενώσεων μεταλλικών πάνελ 0.137 0.206 Πτώση τοιχίων από τσιμεντόλιθους 0.158 Κάτω όριο δομικών καταστροφών 0.206 0.275 Καταστροφήμεταλλικών πάνελ δίχως frame 0.481 0.550 Καταστροφή τοιχίων πάχους 200 300mm 0.687 Πιθανή ολική καταστροφή κτιρίου Τι συμβαίνει όμως με τα κτίρια στέγασης? Επίδραση υπερπίεσης επί προσωπικού Overpressure (bar) Επίπτωσησε προσωπικό 0.014 Προσωρινήαπώλεια ακοής 0.103 0.199 Ανικανότητα στήριξης 0.137 Διάρρηξητυμπάνου ακοής, Πιθανά θανατηφόρο λόγω πρόσπτωσης αντικειμένων στο προσωπικό 0.482 Εσωτερικόςτραυματισμός λόγω ώσης 0.482 0.689 Τραυματισμός μέχρι και θνησιμότητος 1.378 1.723 Θνησιμότηταμέχρι και 50% λόγω αιμορραγίας πνευμόνων 4.826 13.789 Άμεση απώλεια ζωής Τι συμβαίνει όμως με τα κτίρια στέγασης? Χαρακτηριστικά ατυχήματα Flixborough 1974 29 fatalities Hickson& Welch, Castleford UK 1992 Main office block affected BP Texas 2005 15 fatalities Dozens injured 4
Τι συμβαίνει όμως με τα κτίρια στέγασης? Ειδικά για τα τρέιλερς Δεν θα πρέπει να τοποθετούνται εντός μονάδων καθώς Δημιουργούν προβλήματα πρόσβασης Επηρεάζουν την παραγωγικότητα Απαιτούν εκτεταμένη συντήρηση Είναι ευάλωττα σε περίπτωση ατυχήματος Αν δεν μπορεί να αποφευχθεί Ελαχιστοποίηση της ανάγκης πρόσβασης Τοποθέτηση Υαλοπινάκων ασφαλείας Αγκυροδέτηση Ενίσχυση πάνελ και οροφής Στερέωση επίπλωσης Εξάλλειψη κενών υπό του τρέιλερ Γιατί ανάλυση κινδύνου? Year Location Accident type Deaths 1966 Freyzin, France Fireball 18 1974 Flixborough, UK Explosion 28 1976 Seveso, Italy Toxic 0 1977 Puebla, Mexico Fireball 1 1984 Bhopal, India Toxic 5000 1984 Mexico City Explosion 500 1986 Chernobyl, Ukraine Explosion / Nuclear accident 1988 Piper Alpha, UK Jet Flame 167 1989 Pasadena, USA Explosion 22 1992 Castleford, UK Jet Flame 5 1994 Milford Haven, UK Explosion 0 2000 Enschede, Holland Explosion / Fire 22 2001 Toulouse, France Explosion 30 2005 BP Texas Explosion 15 Countless during and on aftermath Γιατί ανάλυση κινδύνου? Τι σημαίνει ατύχημα για μένα? Πόνος και ταλαιπωρία για μένα Πόνος και ταλαιπωρία για την οικογένεια μου Ανικανότητα εργασίας Απώλεια εισοδήματος Χρέη Ανικανότητα άπόλαυσης Απώλεια αυτοεκτίμησης 5
Γιατί ανάλυση κινδύνου? Τι σημαίνει ατύχημα για την επιχείρηση? Απώλεια χρήσιμου προσωπικού Δυσφήμιση Δυσκολία εξέυρεσης ικανού προσωπικού Απώλεια παραγωγής μέχρι και λουκέτο Κόστος επισκευής Νομικό κόστος Κόστος αποζημίωσης Πάνω από 3 ημέρες τραυματισμός: 35000 95000 Σημαντικός τραυματισμός: 300000 2130000 Θάνατος: 6100000 Γιατί ανάλυση κινδύνου? Χαρακτηριστικό παράδειγμα: BP Texas 2005 15 νεκροί, 180 τραυματίες 71000000 $ Πρόστιμο 700000000 $ Σε αποζημιώσεις 1000000000 $ Για αναβάθμιση ασφάλειας 1500000000 $ Χαμένη παραγωγή 7000000000 $ Για αναβάθμιση ασφάλειας σε άλλα διυλιστήρια της BP στις ΗΠΑ Πτώση μετοχής κατά 10% Γιατί ανάλυση κινδύνου? Απλά Επειδή συμβάντα συμβαίνουν καθημερινά - συνέπεια σειράς αστοχιών σε Σχεδιασμό Mentallity Συντήρηση Επικοινωνία Επειδή τα ατυχήματα μπορούν να Προβλεφθούν έως ένα βαθμο! Αποτραπούν Δεν αρκεί καταστολή Επειδή προτεραιότητα έχει Ο άνθρωπος και το περιβάλλον 6
Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι Φωτιά Τρίγωνο φωτιάς Καύσιμο Μόνιμη ύπαρξη στην βιομηχανία Ενέργεια Area classification Γείωση Αποφυγή σπινθήρα Οξυγόνο Αδρανές άεριο (Ν2,Inerger) Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι Πηγές σπινθήρα Καυστήρες Θερμές επιφάνειες (Πάνω από την θερμοκρασία αυτανάφλεξης του καυσίμου) Ηλεκτρικά καλώδια Στατικός ηλεκτρισμός Κεραυνός Χημική αντίδραση Ακτινοβολία Stray currents Πηγές οξυγόνου Αέρας Καύσιμο Οξυγόνο στην ίδια ένωση Νιτρογλυκερίνη Οξυγονούχες ενώσεις προς διάσπαση Περοξείδια Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι Είδη φωτιάς Gas / vapour phase Pool Φωτιά επί της επιφάνειας «Λίμνης καυσίμου» Θερμότητα μέχρι και 100 kw / m2 Ακτινοβολία- Επίπτωση σε γειτονικό εξοπλισμό Jet (torch) Διαρροή καυσίμου υπό πίεση και ανάφλεξη με λιγότερη καπνιά Επίπτωση σε μη άμεσα γειτνιάζον εξοπλισμό Domino effect e.g Piper Alpha accident Flash Αέριο καύσιμο βαρύτερο του αέρα Καθυστερημένη μεν απότομη ανάφλεξη όλου του vapour cloud με ωστικό κύμα e.g BP Texas 2005 7
Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι Είδη φωτιάς Solid Pyrolysis Ανάφλεξη εξαχνωμένων αερίων στερεών καυσίμων Κύκλος πυρόλυσης Smouldering / Self heating Χαμηλός ρυθμός καύσης Επιφανειακή καύση Metal Επιφανειακή καύση μικροσωματιδίων λόγω τριβής Ταχεία καύση Υπερβολικές θερμοκρασίες Electrical Πηγή υψηλής ενέργειας οδηγεί στην έναυση μονώσεως και λοιπών αναφλέξιμων υλικών Δε θεωρείται πραγματική φωτιά Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι Έκρηξη Ταχεία απελευθέρωση αερίων υψηλής πίεσης στο περιβάλλον ικανή ώστε η ενέργεια να μετατραπεί σε ωστικό κύμα Συμβαίνει σε δοχεία και εξοπλισμό Μπορεί να συμβεί σε ανοιχτή περιοχή Δύο βασικές κατηγορίες Φυσικές εκρήξεις Burst δοχείου Εξαρτάται από την πίεση του φέροντος ρευστού Χημικές εκρήξεις Detonations Εξαρτάται από τον ρυθμό αύξησης της πίεσης λόγω χημικής δράσης Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι Ειδικές κατηγορίες εκρήξεων Confined explosion Διάρρηξη εξοπλισμού υπό πίεση(π.χ δοχεία, εναλλάκτες) Semi- confined explosion Καθυστερημένη έναυση διαρρεόντος αερίου εντός κατασκευής Χημική έκρηξη, η ένταση της οποίας σχετίζεται με τον όγκο της κατασκευής, τα εμπόδια και τις ιδιότητες του αερίου Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE) Προκύπτει κατά την διάρρηξη δοχείου που διατηρεί σε υγρά φάση αέιο υπό πίεση, π.χ LPG. Condensed Phase (Explosives) TNT ισοδύναμη έκρηξη Δεν αφορά την βιομηχανία Ταχεία εκτόνωση υπερπίεσης Dust & Mist explosions Εκτόνωση φορτισμένων, συγκετρωμένων σε περιορισμένο χώρο, μικροσωματιδίων Εκτόνωση φορτισμένων, συγκετρωμένων σε περιορισμένο χώρο, σταγονιδίων 8
Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι ATEX 137 Οδηγία Ε.Ε Βελτίωση ασφάλειας προσωπικού πιθανά εκτειθέμενου σε εκρηκτική ατμόσφαιρα Προβλέπει Κατηγοριοποίηση περιοχών με πιθανή εκρηκτική ατμόσφαιρα Ζώνες Βάσει αυτών επιτρεπτές συσκευές και όργανα προς χρήση ανά ζώνη Διαφορετικά υλικά ανά ζώνη Διαρκής ανανέωση σχετικών εγγράφων Κριτήρια για αδειοδότηση εργασίας ανά ζώνη Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι Ζώνες ATEX 137 0 Εκρηκτικό μείγμα σε μόνιμη βάση 1 Εκρηκτικό μείγμα συχνά 2 Εκρηκτικό μείγμα ανύπαρκτο σε νορμάλ συνθήκες είτε για μικρό χρονικό διάστημα 20 - Εκρηκτικό μείγμα υπό μορφή combustible cloudγια μεγάλο χρονικό διάστημα 21 -Εκρηκτικό μείγμα υπό μορφή flammable cloudγια μεγάλο χρονικό διάστημα 22 -Εκρηκτικό μείγμα υπό μορφή combustible dustγια μεγάλο χρονικό διάστημα 9
Κυριώτεροι βιομηχανικοί κίνδυνοι Ανάλυση Κινδύνου - Στάδια Βασική προσέγγιση Αναγνώριση κινδύνου Λίστα μεγάλων ατυχημάτων Επιπτώσεις Συχνότητα Ε και? Λήψη μέτρων Ανάλυση Κινδύνου - Στάδια Διαδικασία 8 σταδίων ΑΒΒ hazard study process Εφαρμογή από όλες τις βιομηχανίες παγκοσμίως Στάδιο ανά επίπεδο σχεδιασμού HazOp3 αποτελεί πλέον διαδεδομένη συστηματική μελέτη που εφαρμόζεται σε νέες και υπάρχουσες μονάδες 10
Ανάλυση Κινδύνου - Στάδια Hazard study 0 Hazard study 1 Hazard study 2 Feasibility & Development stage Εφαρμογή υφιστάμενων αρχών ασφαλείας, υγιεινής και περιβάλλοντος (SHE) -Επιλογή διεργασίας Ελαχιστοποίηση χρήσης επικίνδυνων υλικών Ελαχιστοποίηση απορριμάτων Feasibility & Development stage Πρώιμη συστηματική προσέγγιση Μελέτη ατυχημάτων Μελέτη χημικών Μελέτη νομοθεσίας Feasibility & Development stage& Project definition Αναγνώριση κινδύνων Εκτίμηση κινδύνου Φωτιά Έκρηξη Τοξικό νέφος Επιπτώσεις Μείωση κινδύνου Αποφυγή Δικλείδες ασφαλείας Ανάλυση Κινδύνου - Στάδια Hazard study 3 Hazard study 4 Hazard study 5 Basic & Detail engineering Guide worded procedure Εντοπισμός αποκλίσεων επιπτώσεων προς επίλυση Χρονοβόρα Ομαδική δουλειά Construction stage Plant as intended Λίστα ελέγχων Hardware design Modfsin HazOp agreement Modfs documented Construction Commissioning stage Site inspection Λίστα ελέγχων Συστημάτων ασφαλείας Συστήματα προστασίας προσωπικού Συστήματα περιβαλλοντικού ελέγχου Ανάλυση Κινδύνου - Στάδια Hazard study 6 Hazard study 7 Operation stage 3 6μήνες κατόπιν startup Αναγνώριση προβλημάτων Λειτουργία αυτοματισμών trip Review of procedure Periodic procedure 11
Ανάλυση Κινδύνου - Στάδια Εφαρμογή ανάλυσης κινδύνου Σε κάθε μεταβολή διεργασίας Νέος εξοπλισμός Νέα αντιδρώντα Νέα ενδιάμεσα προιόντα Αριθμός εργαζομένων Περιοδικά HazOp 0 Στόχος Εξάλλειψη κινδύνου Ελάχιστη εξάρτηση από προστατευτικά μέσα What you don t have, can t leak Trevor Kletz 1980 What you don t fit, costs nothing and needs no maintenance Henry Ford 1920s Εφαρμογή στο feasibility stage ενός project Το κόστος μείωσης κινδύνου αυξάνει εκθετικά με το στάδιο ενός έργου! Ομάδα: Leader, Business Manager, Project Manager, Process Engineer, Environmental advisor, Chemist HazOp 0 Ιεράρχηση διαχείρησης κινδύνου Εγγενής Εξάλλειψη κινδύνου Παθητική Χαντάκια πέριξ δεξαμενών Ενεργητική Αυτοματισμοί Διαδικαστική Λειτουργικές διαδικασίες 12
HazOp 0 Εγγενής διαχείρησης κινδύνου Εξάλλειψη κινδύνου Αντικατάσταση υλικών Ελαχιστοποίηση κινδύνου Μείωση ποσοτήτων Π.χ HF alkylation vsh2so4 al Διαχείριση κινδύνου Έπιλογή συνθηκών λειτουργίας Υπόψυξη Χρήση καταλυτών Απλοποίηση διαδικασίας Μείωση ανθρωπίνου παράγοντα Βαρύτητα, Πίεση είτε υποπίεση συστήματος για όδευση υγρών Sealesspumps Fail safe valves Σε απώλεια κινητήριας δύναμης στην ασφαλή θέση HazOp 0 Case Study Bhopal 1984 Αποθηκευμένοι 40mt MIC MIC + H2O = Polymer (Εξώθερμη αντίδραση) Λειτουργία ασφαλιστικών ως όφειλαν Σχεδιασμός flare ικανός για εξουδετέρωση τοξικού νέφους Έισαγωγή νερού από λάθος στην δεξαμενή MIC «Ξηλωμένη» ψύξη δεξαμενής Ισχυρό εξώθερμο και υπερπίεση Flare σε συντήρηση εκτός λειτουργίας λόγω διάβρωσης Scrubber με αδύναμη καυστική HazOp 1 Στόχος Πρώιμη συστηματική μελέτη των ήδη γνωστών κινδύνων αναφορικά με μια διεργασία Συνιστάται σε κάθε έργο με «σημαντικό» ρίσκο Αποτελεί την βάση για κατοπινές, πλέον συστηματικές μελέτες κινδύνου Αποσαφήνιση απαιτούμενων κατοπινών μελετών Εργονομία Area classification Relief Blowdown Trips & Alarms Εφαρμογή στο feasibility stage ενός project Το κόστος μείωσης κινδύνου αυξάνει εκθετικά με το στάδιο ενός έργου! Ομάδα: Leader, Business Manager, Project Manager, Process Engineer, Site representative, Occupational Hygienist, Environmental advisor, Chemist 13
HazOp 1 Προαπαιτούμενα Λίστα χημικών ανά εξοπλισμό Ιδιότητες χημικών Λίστα κινδύνων ανα χημικό Μέσα χειρισμού χημικών Χημικές αντιδράσεις - Συμβατότητα Επιλογή υλικών εξοπλισμού Απαιτούμενη εκπαίδευση εμπειρία προσωπικού 1 εβδομάδα προετοιμασία για αποφυγή εκπλήξεων HazOp 1 Πηγές πληροφοριών Δελτία ασφαλείας χημικών Web sites www.hse.gov.uk Europa.eu.int/index_en.htm www.osha.gov www.environment-agency.gov.uk www.epa.gov www.aiche.org www.icheme.org Eurunion.rg/legislat/chemical.htm www.csb.gov HazOp 1 Λίστα χημικών Α/Α Χημικό Περιγραφή Φυσική κατάσταση Ποσότητα Α Οξυγόνο Τροφοδοσία με αγωγό, 0.5% v/v άζωτο Β Υδρογόνο Τροφοδοσία από φιάλη, 0.1ppm CO C Νερό Τροφοδοσία με αγωγό, 0.01 ppmcl Αέριο Αέριο Υγρό 15mt/hr 15kg/hr 25mt/hr 14
HazOp 1 Λίστα κινδύνων Χημικό Κίνδυνος Α Β C Φωτιά Κ Κ - Έκρηξη - Μ - Στατικός ηλεκτρισμός - Κ - Σταθερότητα δομής - Κ - Τοξικότητα (Εισπνοή) Κ - - Λοιπές τοξικότητες - - - Ερεθιστικό - - - Δημιουργίαευαισθησίας στην έκθεση - - - Χρόνια προβλήματα στην έκθεση - - - Ακτινοβολία - - - Οσμή - - - Μόλυνση υδάτων - - - Αέριοιρύποι - - - Μόλυνση εδάφους - - - Αποικοδόμηση - - - HazOp 1 Λίστα κινδύνων - : Μη σημαντικός κίνδυνος Κ: Γνωστός κίνδυνος Μ: Κυρίως κίνδυνος?: Άγνωστος κίνδυνος HazOp 1 Μέσα χειρισμού Χημικό Χειρισμός Α Β C Αποθήκευση Κ Κ - Μεταφορά Κ Κ - Προβλήματα χειρισμού Κ Κ - Λειτουργικέςσυνθήκες Κ Κ - Διάβρωση Κ Κ - Αέριοι ρύποι Κ Κ - Ρύποι προς ύδατα - - - Στερεά λύμματα - - - Flare - - - Ποιοτικός έλεγχος Κ Κ - Διαδικασίες εκτάκτου ανάγκης Κ Κ - Διαρρύθμιση εργοστασίου Κ Κ - Area classification Κ Κ - Παροχή εξυπηρέτησης Κ Κ - Διεθνώς αποδεκτοι κώδικες Κ Κ - 15
HazOp 2 Στόχος Συστηματική μελέτη ανά τύπο κινδύνου Εξάλλειψη κινδύνων με αλλαγή σχεδιασμού Αποσαφήνιση βασικών προστατευτικών δικλείδων διαδικασιών Εκκίνηση διαδικασίας αξιολόγησης safety integrity level (SIL) Εφαρμογή στο feasibility stage & project definition ενός έργου Το κόστος μείωσης κινδύνου αυξάνει εκθετικά με το στάδιο ενός έργου! Ομάδα: Leader, Project Manager, Process Engineer, Plant Manager, Plant Supervisor HazOp 2 Μεθοδολογία Εκκίνηση από επικίνδυνο συμβάν - Guidewords Εξωτερική φωτιά Εσωτερική φωτιά Εσωτερική έκρηξη Έκρηξη σε περιορισμένο χώρο Φωτιά τύπου flash Αμεσα τοξικό περιβάλλον Χρόνια τοξικό περιβάλλον Περιβαλλοντική μόλυνση Βίαιη έκλυση ενέργειας Ζήτημα γειτνίασης Θόρυβος Οπτικό πεδίο Οικονομική επίπτωση Είναι πιθανό? Αντίδραση εκτός ελέγχου Υπερπίεση Μείωση πάχους εξοπλισμού Διάρρηξη Διαρροή Μη νορμάλ λειτουργία Π.χ Καθαρισμός γραμμής με ατμό Steam blow out Επιπτώσεις? Καταγραφή άμεσων επιπτώσεων γενικά Ασφάλεια Υγεία Περιβάλλον Επιχείρηση Είναι ανεκτό το ρίσκο? Απόφαση εταιρείας 1 αστοχία σε 1000 χρόνια 1 αστοχία σε 10000 χρόνια 1 αστοχία σε 1000000 χρόνια HazOp 2 Μεθοδολογία Μέτρα προστασίας? Αλάρμ οργάνων Trip οργάνων Ασφαλιστικά Emergency shut down Μέσα εκτάκτου ανάγκης? Διαδικασίες αντιμετώπισης συμβάντος Μέσα πυροπροστασίας Βάνες απομακρυσμένου ελέγχου EBV Ανιχνευτές Bunding Συστήματα εκτροπής Ενέργειες? Εξάλλειψη κινδύνου? Ελαχιστοποίηση επιπτώσεων Μείωση επιπτώσεων Μείωση συχνότητας Προσθήκη αυτοματισμού 16
Πόσο ανεκτικοί στο ρίσκο? Κατηγορία Κατηγορίες επιπτώσεων Ορισμός Ασφάλεια Περιβάλλον 5 Καταστροφικό συμβάν Θανατηφόροεντός και εκτός εγκατάστασης 4 Ιδιαιτέρως σοβαρό Τραυματισμοί εκτός Θάνατοι εντός Μακροχρόνια μόλυνση Π.χ Chernobyl MATTE 3 Μεγάλο συμβάν Τραυματισμοί εντός Πρόκλησηζημιάς στην πανίδα 2 Σοβαρό Περιορισμένος αριθμός τραυματισμών Υπέρβαση κανονισμών 1 Δευτερεύον Ιατρική περίθαλψη Οσμές Ενόχληση Πόσο ανεκτικοί στο ρίσκο? Κατηγορία Κατηγορίες Ορισμός συχνότητας Συχνότητα Περιγραφή Α Πιθανό > 1/χρόνο Έχει συμβεί στην λειτουργία B Δυνατό 1/χρόνο 1/ 100 χρόνια C Λιγότεροπίθανο 1 /100 1/10000 χρόνια D Πολύ απίθανο 1 /10000 1/1000000 χρόνια Μπορεί να συμβεί Περιστατικά έχουν συμβεί σεπαρόμοια τεχνολογία Απαιτείται η απώλεια πολλαπλών επιπέδων - Προβλέψιμο E Ιδιαιτέρωςαπίθανο < 1/1000000χρόνια Ισοδύναμο με θάνατο από κεραυνό Πόσο ανεκτικοί στο ρίσκο? Κόστος Όφελος Proportion factor = CPF/VPF CPF = CRR/RR CPF: cost preventing fatality VPF: Value preventing fatality 1.3M per fatality (HSE Doc) CRR: Cost of risk reduction RR: Risk reduction 17
Safety Integrity Level IEC 61508 IEC61511 Process IEC62061 Machinery IEC61513 Nuclear Ορισμός αξιοπιστίας οργάνων trip Επιδιωκόμενο επίπεδο ασφαλείας Επίπτωση αστοχίας μοναδικού οργάνου σε συμβάν Μέθοδοι FTA, LOPA, Risk graphs, etc Safety Integrity Level SIL 1 PFD 0.1 0.01 PFD 0.01 SIL 2 0.001 PFD 0.001 SIL 3 0.0001 PFD 0.0001 SIL 4 0.00001 Standard Standard Πολλαπλά κανάλια επικοινωνίας Special design Logic: 1oo2, 2oo3 Πολλαπλά όργανα διαφορετικού σχεδιασμού Δεν συνηθίζεται στην κοινή βιομηχανία HazOp 2 Μεθοδολογία Καταγραφή μελέτης Συμβάν Αίτια Επιπτώσεις Μέσα προστασίας Μέτρα εκτάκτου ανάγκης Ενέργεια Φωτιά Tank Farm Υπερπλήρωση Έναυση Φωτιά μεγάλης έκτασης Αλάρμ Υψηλής Στάθμης Ανιχνευτές Διαρροής Τοπικές υπηρεσίες Trip τροφοδοσίας με υψηλή Στάθμη Πιθανή έκρηξη Καπνιά 18
HazOp 3 Στόχος Κατανόηση επιπτώσεων σε λειτουργική απόκλιση Δομημένη προσέγγιση Γερός σχεδιασμός Αρκετά και ικανά μέτρα προστασίας Ομαδική δουλειά ICI Divisions & General chemicals & heavy organics after 1974 Start Up Normal operation Shut down Maintenance HazOp 3 Χρονική στιγμή Δομημένος σχεδιασμός έχει ολοκληρωθεί Πολύ νωρίς διαρκήςεφαρμογή μελέτης κατόπιν επανασχεδιασμών Πολύ αργά δυσκολία εφαρμογής αλλαγών Πλήρη σχέδια τύπου Piping & Instrumentation (P&ID) HazOp 3 Operator Project Engineer Commis. manager Manufact urer s representa tive Ομάδα Process Engineer Operating supervisor Control Engineer Study Leader & Scribe 19
HazOp 3 Μεθοδολογία Διαχωρισμός P&ID σε βρόγχους ελέγχου Περιγραφή κάθε βρόγχου Καταγραφή επιπτώσεων οπουδήποτε στην μονάδα Καταγραφή αίτιων απόκλισης στον βρόγχο υπό εξέταση Εφαρμογή guidewords για την ανάλυση αποκλίσεων ανά βρόγχο Καταγραφή μέσων προστασίας στον υφιστάμενο σχεδιασμό Περαιτέρω ενέργειες? Καταγραφή των αποτελεσμάτων προς υλοποίηση HazOp 3 Διαχωρισμός βρόγχων Γραμμές μεταξύ κυρίως εξοπλισμού Γραμμές μεταξύ δοχείων Εισόδος σε δοχείο είτε πύργο πρώτα Έξοδος κορυφής δοχείων είτε πύργων Έξοδος πυθμένα δοχείων είτε πύργων Πλευρικές γραμμές Δοχείο είτε πύργος προς αναφορά Αναπόφευκτα μικρή επικάλυψη βρόγχων HazOp 3 Guidewords Ανάλυση αποκλίσεων Ροή Μηδενική, Παραπάνω, Λιγότερη, Ανάποδη Πίεση Παραπάνω, Λιγότερη Θερμοκρασία Παραπάνω, Λιγότερη Στάθμη Παραπάνω, Λιγότερη Σύσταση Μη αναμενόμενη 20
HazOp 3 Guidewords Ανάλυση αποκλίσεων Πιθανή επικάλυψη αποκλίσεων Αναφορά σε άλλο σενάριο Παραπάνω ροή Παραπάνω στάθμη Λιγότερη ροή λιγότερη στάθμη Παραπάνω ροή Παραπάνω πίεση Λιγότερη ροή λιγότερη πίεση Παραπάνω ροή λιγότερη θερμοκρασία Λιγότερη ροή παραπάνω θερμοκρασία HazOp 3 Αναζήτηση αιτιών απόκλισης Αίτια εντός του βρόγχου ελέγχου Π.χ αστοχία κοντρόλ βάνας στάθμης στην γραμμή εξόδου πύργου Π.χ αστοχία οργάνου ροής (LIC FIC) στην υπό εξέταση γραμμή Αλλά ανάλυση αστοχίας οργάνου στάθμηςστον βρόγχο του πύργου Ρεαλιστικά σενάρια HazOp 3 Αναζήτηση επιπτώσεων Επιπτώσεις οπουδήποτε στην μονάδα Π.χ αστοχία αντλίας στην γραμμή εξόδου (βρόγχος 1) πύργου (βρόγχος 2) έχει ως αποτέλεσμα την πιθανήυπερπλήρωση του πύργου και την υπερπίεση αυτού. Ανάλυση επιπτώσεων αγνοώντας επίπεδα ασφαλείας Αστοχία λογικών trip Κολλημένα ασφαλιστικά Πανικόβλητοι χειριστές Απαιτείται η πλήρης ανάλυση επιπτώσεων Έλεγχος επάρκειας επιπέδων ασφαλείας Είδος, επάρκεια, αξιοπιστία 21
HazOp 3 Απαιτούμενες ενέργειες Συλλογική απόφαση της ομάδας Διόρθωση P&ID Περιορισμένης κλίμακας Αναθεώρηση διαγραμμάτων σύμφωνα με το πεδίο Σε συμφωνία με κώδικες και πρακτικές σχεδιασμού Π.χ ASME, API, κλπ Περιγραφή και όχι μελέτη ενεργειών Συζήτηση 3 5 λεπτών Καταγραφή αναγκαιότητας μελέτης επάρκειας ασφαλιστικών σε ενδεχόμενα σενάρια Π.χ αστοχία βάνας κοντρόλ στάθμης ανάντη δοχείου οδηγεί στην abnormal ροή αερίου και άνοιγμα ασφαλιστικού σε κατοπινό δοχείο HazOp 3 Καταγραφή μελέτης Βρόγχος Απόκλιση Αίτια Επιπτώσεις Έπίπεδα προστασίας Ενέργεια Δεξαμενή Υψηλή στάθμη Αστοχία αντλίας εξόδου Ανθρώπινο λάθος χειροκίνητη βάνα κλειστή Πλήρωση δεξαμενής HCsστο dike Πιθανή φωτιά Πιθανή μόλυνση ποταμού High level tripping Pump Διαδικασία Εκπαίδευση Αναθεώρηση SIL επί High level trip HazOp 3 Leaders Ανεξάρτητοι Δίχως συμφέρον επί του έργου Δεν αποσκοπεί στην επιβεβαίωση του σχεδιασμού Στόχος ηγέτη καθοδήγηση και πρόκληση της ομάδας Κάλυψη πιθανών σεναρίων απόκλισης Συμμετοχή ως HazOp team member Εκπαιδευμένος επί του process υπό εξέταση Συστηματικός 22
HazOp 3 Leaders Επιλέγει Τόπο Χρόνο Συλλέγει τα απαιτούμενα έγγραφα Κανονίζει για refreshments Επιλέγει βρόγχους ελέγχου Έχει τον έλεγχο της συζήτησης ανά βρόγχο και απόκλιση Χρόνος Ομιλητής Αποφυγή μακροσκελών συζητήσεων δίχως αποτέλεσμα Αποφυγή λογομαχιών Ελέγχει τις προτάσεις και την ανάλυση Αποτροπή μονοπώλησης συζήτησης Διακοπή συζήτησης Κόπωση, συνεχείς διακοπές από τρίτους Δε επιτρέπει λοιπές διακοπές κινητά απομάκρυνση μελών εν μέσω εξέλιξης HazOp 3 Leaders Ζητά την αναθεώρηση P&Ids από τον Project Engineer Χρησιμοποιεί γραμματέα για την καταγραφή του log book Ολοκληρώνει την μελέτη καταθέτωντας την αναφορά: Λίστα βρόγχων - P&IDs Λίστα συμμετεχόντων ρόλος Λίστα ενεργειών προς επίλυση Excel HazOp3 log book Report Master P&IDs Άσκηση # 1 Σύστημα υποβάθμισης πίεσης υπέρθερμου ατμού Πίεση 45 kg/cm2 g σε 12.5 kg/cm2 g Περιλαμβάνει σύστημα εισαγωγής νερού για μείωση υπέρθερμου χαρακτήρα Χρήση βάνας κοντρόλ θερμοκρασίας Αλλαγή κλάσσης γραμμής από 600 # RF σε 300 # RF κατόπιν κοντρόλ βάνας πίεσης Διενέργεια HazOp 3 23
Άσκηση # 2 Μονάδα παραγωγής Alkylate (Isooctane rich) Butelenes/Butanes /HF / Polymer Reactor: Υδρόψυκτος (16-43degC) Απώλεια νερου Δημιουργία παραπροιόντος Διακοπή ανακυκλοφορίας οξέος στον εξοπλισμό Πιθανή υπερπίεση εξοπλισμού? Domino effect Αστοχία ξήρανσης Διάβρωση- Διαρροή τοξικού νέφους Άσκηση # 3 Hydrοcracker reactor Ανακυκλοφορία ρεύματος πλούσιου σε Η2 Σταθερή ροή Make up H2 (H2 προς κατανάλωσηκατά την αντίδραση) Απώλεια κομπρεσσέρ ανακυκλούμενου Η2 Απώλεια ψύξης Υψηλό εξώθερμο Αστοχία αντιδραστήρα Διαρροή Φωτιά Έκρηξη Risk Analysis & Design 1 nd Lect. Ερωτήσεις Απορίες? 24